EP0977647A1 - Verfahren und vorrichtung zur erfassung der arbeitsspannung an schweissstromquellen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur erfassung der arbeitsspannung an schweissstromquellenInfo
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- EP0977647A1 EP0977647A1 EP98924181A EP98924181A EP0977647A1 EP 0977647 A1 EP0977647 A1 EP 0977647A1 EP 98924181 A EP98924181 A EP 98924181A EP 98924181 A EP98924181 A EP 98924181A EP 0977647 A1 EP0977647 A1 EP 0977647A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
Definitions
- the invention solves this problem with the features in the main method and device claim.
- FIG. 3 a further modification to FIGS. 1 and 2,
- the welding circuit continues over the free end of a wire electrode (19), so-called “stick out”, and the arc (20) to the workpiece (21), from there via the workpiece connection (22) and in turn lines and connecting elements to the other output terminal (24) of the welding current source (25).
- the tap (2) is e.g. on the bearing holder of the bearings of the wire feed rollers (17) of the wire electrode (16), the electrical connection to at least one roller being ensured. Since the corresponding measuring current due to the very high internal resistance (13) of the existing
- Torch and wire feed system can be very large.
- Additional resistances for example the resistance (10) of the workpiece lead
- Additional resistances can influence the measured value. This occurs, for example, in FIG. 3 when the working voltage is detected between the mentioned tap (2) and an existing tap (1), which is located at the output terminal (24) of the welding current source (25) or the workpiece line or inside the welding current source (25).
- a corresponding basic circuit is shown in FIG. 6, the internal resistance (12) of the welding current source (25) being shown in all circuits according to FIGS. 4 to 6 for clarification.
- existing taps can be used and no additional measuring lines have to be routed, with more disturbances being accepted.
- the tap (4) on the workpiece connection (22) is used according to FIGS. 2 and 5, additional measuring lines being attached. Considerable loss resistances, such as the resistance (10) of the workpiece lead, are excluded
- FIGS. 5 and 6 basic circuits or equivalent circuit diagrams are given in FIGS. 5 and 6.
- the measuring voltage is measured across the resistance (6) of the free end (19) of the wire electrode (16) through which the welding current flows, the resistance (7) of the arc (20) and the resistance (8) of the workpiece (21). tapped.
- FIG. 5 it is also possible to additionally tap the measuring voltage via a contact resistor (9) of the workpiece connection (22). This tap is also conceivable on a welding device which, in addition to fixing the parts, also has the task of introducing the welding current into the welding part.
- the latter being tapped (1) at the output terminal (24) of the welding current source (25) or in its interior.
- Figure 7 shows an advantageous embodiment of this device with a central connection for a
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Description
BESCHREIBUNG
Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Ärbeitsspannung an Schweißstromquellen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Arbeitsspannung an Schweißstromquellen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruchs.
In der derzeit gültigen DIN VDE 0544 Teil 1 (Sicherheitsanforderungen für Einrichtungen zum Lichtbogenschweißen; Schweißstromquellen) wird die Arbeitsspannung als die "Spannung zwischen den
Ausgangsklemmen einer Schweißstromquelle bei Stromfluß" und in deren überarbeitetem Entwurf vom Dezember 1995 als die "Spannung zwischen den Ausgangsklemmen einer Schweißstromquelle bei Abgabe von Schweißstrom" definiert. Die Darstellungen in der Literatur sowie Analysen verschiedener Schweißstromquellen und deren Schaltpläne bestätigen, daß die für die Regelung der Arbeitsspannung erforderliche Istwerterfassung auch an diesen Klemmen erfolgt. Gründe hierfür sind die Übertragbarkeit und Vergleichbarkeit, die Realisierbarkeit mit vertretbarem Aufwand sowie der erforderlichen Funktionssicherheit.
Erfolgt nun die Erfassung des Istwertes an den Ausgangsklemmen der Schweißstromquelle, hat das zur Folge, daß der Wert an dieser Stelle geregelt und somit auch nur hier die entsprechende Kennlinie mit dem definierten Gefälle bereitgestellt wird. Entsprechend o.g. DIN VDE 0544 Teil 1 kommen dabei Kennlinien mit weniger als 7V/100 A Gefälle bei steigendem Strom zum Einsatz, d.h. relativ flache Kennlinien.
BESTATIGUNGSKOPIE
Aufgrund der im Schweißstromkreis enthaltenen Teilwiderstände und damit Teilspannungsabfälle, mit Ausnahme des Abfalls über dem Lichtbogen, kommt es bei dieser Methode der Istwerterfassung unweigerlich am Lichtbogen zu einer Kennlinie mit größerem Gefälle, d.h. zu einem "Abknicken" der Kennlinie. Beim Übertragen der Parameter von einer Anlage auf andere Anlagen werden sich somit aufgrund der unterschiedlichen Verlustwiderstände im Schweißstromkreis verschiedener Anlagen Kennlinien mit unterschiedlichem Gefälle ergeben. Durch die Anpassung der Schweißspannung kann der Arbeitspunkt korrigiert und somit gleiche Arbeitspunkte eingestellt werden, aber das sich unterscheidende Gefälle der Kennlinien bleibt vorhanden. Damit ergeben sich unterschiedliche Verhalten der Schweißprozesse mit sich entsprechend unterscheidenden Schweißergebnissen.
Diese Nachteile treffen aber nicht nur für Anlagen mit unterschiedlichen Verlustwiderständen sondern auch auf die an jeder Anlage über der Schweißzeit veränderlichen Verlustwiderstände zu, d.h. bei einer zeitlichen Veränderung der Verlustwiderstände kommt es zur Veränderung der Kennlinie am Lichtbogen über der Schweißzeit und damit zur Verschiebung des Arbeitspunktes mit den entsprechenden Folgen für das Prozeßverhalten sowie das Schweißergebnis. Da die Spannungsabfälle über den Nutz- und den Verlustwiderständen in den Istwert für die Regelung der Schweißstromquelle einfließen, ergeben z.B. sich erwärmende Schweißleitungen und sich vergrößernde Übergangswiderstände im Kontaktrohr einen erhöhten Gesamtspannungsabfall, den die Stromquelle entsprechend ausregelt, was nur auf Kosten der Nutzwiderstände möglich ist, d.h. es kommt zur Verkürzung der Lichtbogenlänge. Vielfach werden diese Vorgänge auch als "Abdriften der Schweißparameter" bezeichnet.
Trotz dieser bisher unbefriedigenden und mittlerweile schon in Normen festgelegten Situation haben neuere Entwicklungen, wie z.B. in EP-A-387 223 oder EP-A-520 439 beschrieben, nicht zu- einer Verbesserung beigetragen sondern diesen Zustand bedauernd in Kauf genommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Istwert der Arbeitsspannung besser und genauer zu erfassen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß die erfaßte Meßspannung auf die für die Regelung der Schweißstromquelle erforderliche Summe der für den eigentlichen Schweißprozeß relevanten Teilspannungsabfälle über dem Lichtbogen und über dem vom Schweißstrom durchflossenen freien Ende einer Drahtelektrode reduziert werden kann. Damit werden zur Regelung des Schweißstroms nur noch die Spannungsabfälle über den Nutzwiderständen herangezogen. Die Regelung ist entsprechend präzise. Störgrößen, welche die Regelung und damit die Übertragbarkeit, die Vergleichbarkeit, die Reproduzierbarkeit, die Prozeßstabilität und letztendlich die Qualität der Schweißungen negativ beeinflussen werden ausgeschlossen .
Durch die auf diese Weise sehr genau regelbare Spannung über den eigentlichen Nutzwiderständen, dem freien Ende einer Drahtelektrode und dem Lichtbogen, ergibt sich ein konstanter Schweißprozeß trotz sich verändernder Teilwiderstände im Schweißstromkreis. So verursachen der Verschleiß des Kontaktrohres und sich erwärmende Schweißleitungen zwar erhöhte Teilwiderstände im Schweißstromkreis, diese beeinflussen aber nicht den o.g. Spannungsabfall über den Nutzwiderständen und somit auch nicht die resultierende Lichtbogenlänge.
Weiterhin liegt an diesen Nutzwiderständen die von der Quelle mit dem definierten Gefälle bereitgestellte Kennlinie an und aufgrund der geringen Größe der Teilwiderstände und damit Teilspannungsabfälle über dem freien Ende einer Drahtelektrode und dem Werkstück gegenüber dem Lichtbogen ist diese Kennlinie mit geringen Abweichungen auch am Lichtbogen verfügbar.
Mit dieser Methode ist die Reproduzierbarkeit und Übertragbarkeit, zumindest die Spannung betreffend, in einem hohen Maß gegeben. D.h. Spannungswerte aus Datenbanken, die mit dieser Erfassungsmethode des Istwertes der Spannung aufgestellt werden, sind an Schweißanlagen ohne vorherige Anpassung anwendbar und ergeben weitgehend das gleiche Schweißergebnis.
Da damit auch das "Abdriften der Schweißparameter", insbesondere den Spannungsabfall über den Nutzwiderständen und damit vor allem die Lichtbogenlänge betreffend, annähernd ausgeschlossen ist, entspricht die Qualität der Schweißungen über längere Zeiträume als bisher den geforderten Kriterien. Ebenso können voraussichtlich die Wechselintervalle der Kontaktrohre erheblich verlängert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen vorgestellt. Diese zielen insbesondere darauf ab, bestehende Abgriffe am Werkstück oder an der Ausgangsklemme der Schweißstromquelle für die Werkstückleitung an oder in der Schweißstromquelle oder am Werkstück zu benutzen. Weiterhin werden mit den Unteransprüchen -Möglichkeiten zur Nutzung bestehender Vorschubeinrichtungen und Anschlußsysteme für Brennerschlauchpakete aufgezeigt .
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Im einzelnen zeigen die Zeichnungen:
Figur 1: eine Prinzipdarstellung der Erfindung,
Figur 2: eine Abwandlung zu Figur 1,
Figur 3: eine weitere Abwandlung zu Figur 1 und 2,
Figur 4: eine Prinzipschaltung zu Figur 1,
Figur 5: eine Prinzipschaltung zu Figur 2,
Figur 6: eine Prinzipschaltung zu Figur 3 und
Figur 7 : eine galvanische Trennung Drahtvorschub - Zentralanschluß
In Figur 1 wird an einer Prinzipdarstellung die Erfindung erläutert. Es ist eine geregelte Schweißstromquelle (25) vorgesehen, die z.B. in üblicher Weise prinzipiell einen Regler beinhaltet, der die Istwerte erfaßt, mit den Sollwerten vergleicht und in der Folge auf ein Leistungsteil einwirkt, um somit die Istwerte innerhalb der eingestellten Toleranzen mit den Sollwerten in Übereinstimmung zu bringen. Die Schweißstromquelle (25) stellt an den Ausgangsklemmen (23,24) eine geregelte Arbeitsspannung zur Verfügung. Der Schweißstromkreis verläuft ab der Ausgangsklemme (23) über Leitungen und Verbindungselemente zu einem Kontaktrohr (18), welches für die Einleitung des Schweißstromes in die Drahtelektrode
(16) zuständig ist. Der Schweißstromkreis verläuft weiter über das freie Ende einer Drahtelektrode (19), sogenannter
"stick out", und den Lichtbogen (20) zum Werkstück (21), von dort über den Werkstückanschluß (22) und wiederum Leitungen und Verbindungselemente zur anderen Ausgangsklemme (24) der Schweißstromquelle (25).
Vom freien Ende der Drahtelektrode (19) zum Werkstück (21) bildet sich während des Schweißprozesses der Lichtbogen (20) aus. Die Arbeitsspannung wird außerhalb der Ausgangsklemmen (23,24) der Schweißstromquelle (25) als Summe der für den eigentlichen Schweißprozeß relevanten Teilspannungsabfälle über dem Lichtbogen (20), über dem vom Schweißstrom durchflossenen freien Ende der Drahtelektrode (19) sowie über dem Werkstück (21) erfaßt. Die Erfassung erfolgt zwischen einem elektrisch leitenden Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) bzw. an der
Drahtvorschubrolle (17) und einem Abgriff (3) am Werkstück (21). Der Abgriff (2) besteht z.B. an der Lageraufnahme der Lagerungen der Drahtvorschubrollen (17) der Drahtelektrode (16), wobei die elektrische Verbindung zu mindestens einer Rolle sichergestellt ist. Da der entsprechende Meßstrom aufgrund des sehr hohen Innenwiderstandes (13) der vorhandenen
Spannungsmeßeinrichtung in der Schweißstromquelle (25) sehr klein ist, kann der Abgriff an der Drahtelektrode (16) bzw. an der Drahtvorschubrolle (17) ohne schädliche Auswirkungen über die Lagerungen erfolgen.
Aufgrund der im allgemeinen geringen Größe des
Widerstandes (8) des Werkstückes (21) ist der in den Meßwert einfließende Spannungsabfall unbedeutend. In der
Praxis kann die Länge des Brennerschlauchpaketes zwischen
Brenner und Drahtvorschubsystem sehr groß sein.
Entsprechend groß ist damit die Länge der Drahtelektrode (16) zwischen dem Meßpunkt, d.h. dem Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17), und dem Punkt der Stromeinleitung im Kontaktrohr (18).
Trotz dieser erheblich großen Elektrodenlängen ist der
Spannungsabfall über dem Widerstand (14) der Drahtelektrode (16) zwischen Meßpunkt (2) und Punkt der Stromeinleitung im Kontaktrohr (18) unbedeutend, da der darüber fließende Meßstrom sehr klein ist. Dies beruht auf dem sehr großen Innenwiderstand (13) der
Spannungsmeßeinrichtung in der Schweißstromquelle (25) , der bei Spannungsmeßeinrichtungen prinzipiell sehr groß ist .
Beim Metall-Schutzgasschweißen wird nach Figur 1 die
Drahtelektrode (16) aus einem Drahtvorrat (15), z.B. einer Spule, Faß oder dgl., mittels Drahtvorschubrollen (17) durch ein Kontaktrohr (18) geschoben. Hierbei bietet es sich insbesondere für stationäre Anlagen mit einer Schaltung gemäß Figur 4 an, die Arbeitsspannung zwischen einem Abgriff (2) direkt an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17) der Drahtelektrode (16) und einem Abgriff (3) am Werkstück (21) zu erfassen.
Nach Figur 2 und Figur 3 ist aber auch eine teilweise Nutzung des erfinderischen Vorschlages möglich. Dabei können zusätzliche Widerstände, z.B. der Widerstand (10) der Werkstückleitung, den Meßwert beeinflussen. Dies geschieht z.B. in Figur 3, wenn die Erfassung der Arbeitsspannung zwischen dem erwähnten Abgriff (2) und einem vorhandenen Abgriff (1) erfolgt, welcher sich an der Ausgangsklemme (24) der Schweißstromquelle (25) bzw. der Werkstückleitung oder im Inneren der Schweißstromquelle (25) befindet. Eine entsprechende Prinzipschaltung ist in Figur 6 angeführt, wobei in allen Schaltungen nach den Figuren 4 bis 6 der Innenwiderstand (12) der Schweißstromquelle (25) zur Verdeutlichung mit eingezeichnet ist. Vorteilhaft ist dabei, daß vorhandene Abgriffe benutzt werden können und keine zusätzlichen Meßleitungen geführt werden müssen, wobei mehr Störgrößen in Kauf genommen werden.
In einer Variante des Gedanken der Einbeziehung vorhandener Anschlußelemente und Abgriffe wird gemäß Figur 2 und 5 der Abgriff (4) am Werkstückanschluß (22) genutzt, wobei zusätzliche Meßleitungen angebracht werden. Dabei werden erhebliche Verlustwiderstände, wie z.B. der Widerstand (10) der Werkstückleitung ausgeschlossen
Bei allen Varianten ist die Integration der Meßleitung für den Abgriff (2) in das Schlauchpaket zwischen Schweißstromquelle (25) und Drahtvorschubgerät möglich. Hierfür ist keine zusätzliche Verlegung von Leitungen erforderlich.
Figur 4 zeigt eine Prinzipschaltung zur Erfassung der Arbeitsspannung über vom Schweißstrom durchflossenen Widerständen an Schweißstromquellen (25) , wobei die Erfassung außerhalb der Ausgangsklemmen (23,24) der Schweißstromquelle (25) erfolgt. Zwischen einem Übergangswiderstand (5) bei der Einleitung des Schweißstromes in die Drahtelektrode (16) und einem
Kontaktwiderstand (9) eines Werkstückanschlusses (22), wird eine Meßspannung über einem Widerstand (6) des vom Schweißstrom durchflossenen freien Endes (19) der Drahtelektrode (16), einem Widerstand (7) des Lichtbogens (20) und einem Widerstand (8) des Werkstückes (21) abgegriffen. Der resultierende Meßstrom ist aufgrund des prinzipiell sehr hohen Innenwiderstandes (13) der Spannungsmeßeinrichtung in der Schweißstromquelle (25) sehr klein und ruft keinen für die Genauigkeit der Regelung bedeutenden Spannungsabfall hervor.
Zu den vorgenannten Abwandlungen von Figur 2 und 3 mit der Ausnutzung vorhandener Anschlußelemente und teilweisem Wegfall von Meßleitungen werden in Figur 5 und Figur 6 Prinzipschaltungen bzw. Ersatzschaltbilder angegeben.
Dabei wird wie in Figur 4 die Meßspannung über dem Widerstand (6) des vom Schweißstrom durchflossenen freien Endes (19) der Drahtelektrode (16), dem Widerstand (7) des Lichtbogens (20) und dem Widerstand (8) des Werkstückes (21) abgegriffen. Weiterhin ist es nach Figur 5 möglich, die Meßspannung zusätzlich über einem Kontaktwiderstand (9) des Werkstückanschlusses (22) abzugreifen. Dieser Abgriff ist ebenso an einer Schweißvorrichtung denkbar, die neben der Fixierung der Teile auch die Aufgabe hat, den Schweißstrom in das Schweißteil einzuleiten.
Auch ist es nach Figur 6 möglich, die Meßspannung über den erwähnten Widerständen (6,7,8,9) und einem Widerstand (10) der Werkstückleitung sowie einem Kontaktwiderstand (11) der Anschlußelemente der Werkstückleitung an der
Schweißstromquelle (25) abzugreifen, wobei letzterer Abgriff (1) an der Ausgangsklemme (24) der Schweißstromquelle (25) bzw. in deren Innerem erfolgt.
Selbst die Variante von Figur 6 bietet noch entscheidende Vorteile gegenüber der herkömmlichen Methode. So werden nach wie vor erhebliche Längen an Schweißleitungen aus der Messung ausgeschlossen. Ausgeschlossen sind aber vor allem auch solche Störgrößen, wie die veränderliche Stromeinleitung im Kontaktrohr aufgrund seines Verschleißes und der damit veränderliche Verlustwiderstand.
Zur Umsetzung der Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein Kontaktrohr (18) zur Übertragung des Schweißstromes auf die Drahtelektrode (16) aufweist, wobei die Drahtelektrode (16) keine weiteren elektrischen Verbindungen zum Potential des Schweißstromkreises hat. Das Drahtvorschubsystem ist elektrisch gegenüber dem Schweißstromkreis isoliert. Die Erfassung der Meßspannung erfolgt über einem Abgriff (2) direkt an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17)
des isolierten Drahtvorschubsystems und einem Abgriff (3) am Werkstück.
Figur 7 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung mit einem Zentralanschluß für ein
Brennerschlauchpaket und mit einer direkten elektrischen Verbindung einer Vorschubeinrichtung mit dem Potential des Schweißstromkreises, abgesehen von der Verbindung über die Drahtelektrode. Bei dem Zentralanschluß ist eine Aufnahmeplatte (26) für Drahtvorschubrollen (17), deren Lagerungen oder dgl. vorgesehen. Diese besitzt eine vergrößerte Bohrung und ist mit einer eingesetzten elektrisch isolierenden Buchse (27) und beidseitigen elektrisch isolierenden Scheiben (28) ausgerüstet. Zur Befestigung dienen übliche Sechskantmuttern (30). Dies bietet eine galvanische Trennung eines DrahteinlaufStückes (29) in das Brennerschlauchpaket gegenüber der Vorschubeinrichtung .
in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung mit Zentralanschluß für ein
Brennerschlauchpaket, welcher gleichzeitig Bestandteil des Schweißstromkreises ist, wird ein Kunststoffschlauch zur Führung der Drahtelektrode (16) eingesetzt. Der Kunststoffschlauch isoliert die Drahtelektrode (16) elektrisch, mit Ausnahme von der Kontaktierung im Kontaktrohr (18) gegenüber dem Schweißstromkreis und mit Ausnahme von der Kontaktierung bei der Erfassung der Spannung über den Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17). Hierbei wird ebenfalls ein Kontaktrohr (18) zur Übertragung des Schweißstromes auf die Drahtelektrode (16) eingesetzt, wobei die Drahtelektrode (16) keine weiteren elektrischen Verbindungen zum Potential des Schweißstromkreises aufweist. Die Erfassung der Meßspannung erfolgt über den Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) bzw. Drahtvorschubrolle (17) des elektrisch gegenüber dem
Schweißstromkreis isolierten Drahtvorschubsystems und einen Abgriff (1,3,4) nach Figur 1, 2 oder 3 bzw. 4, 5 oder 6.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß eine bekannte separate Anschlußklemme am Drahtvorschubgerät und an der Schweißleitung im Brennerschlauchpaket zum Einsatz kommen und der Schweißstrom von dieser Leitung auf das Kontaktrohr (18) und im weiteren auf die Drahtelektrode (16) übertragen wird, wobei im Gegensatz zum Zentralanschluß, diese Leitung keine weiteren unmittelbaren oder mittelbaren elektrischen Verbindungen zur Drahtelektrode (16) aufweist.
Die oben genannte Bedingungen der elektrischen Isolierung des Drahtvorschubgerätes gegenüber dem Schweißstromkreis werden entsprechend auch bei zusätzlichen Drahtvorschubgeräten eingehalten, wie sie bei langen Schlauchpaketen bzw. in Brennern zum Einsatz kommen. Außerdem kann die erfindungsgemäße Erfassung der Spannung über den Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17) auch an einem dieser zusätzlichen Drahtvorschubgeräte erfolgen.
Die bei der Realisierung der Erfindung angewendeten Meßleitungen zur Erfassung des Istwertes der Schweißspannung sollten in geschirmter Ausführung verwendet werden. Die Abschirmung sollte ebenfalls mit dem Gehäuse der Schweißstromquelle verbunden werden, um Störungen zu vermeiden.
BEZUGSZEICHENLISTE
Abgriff an der Ausgangsklemme der Schweißstromquelle Abgriff an Drahtelektrode bzw. Drahtvorschubrolle Abgriff am Werkstück Abgriff am Werkstückanschluß Übergangswiderstand bei der Einleitung des Schweißstromes in die Drahtelektrode Widerstand des vom Schweißstrom durchflossenen freien Endes einer Drahtelektrode Widerstand des Lichtbogens Widerstand des Werkstückes Kontaktwiderstand des Werkstückanschlusses Widerstand der Werkstückleitung Kontaktwiderstand der Anschlußelemente der Werkstückleitung an der Schweißstromquelle Innenwiderstand der Schweißstromquelle Innenwiderstand der vorhandenen Spannungsmeßeinrichtung in der Schweißstromquelle Widerstand der Drahtelelektrode zwischen Meßpunkt und Punkt der Stromeinleitung im Kontaktrohr Drahtvorrat, wie Spule, Faß o.a. Drahtelektrode Drahtvorschubrolle Kontaktrohr freies Ende einer Drahtelektrode, "stick out" Lichtbogen Werkstück Werkstückanschluß Ausgangsklemmen der Schweißstromquelle Ausgangsklemmen der Schweißstromquelle Schweißströmquelle Aufnahmeplatte für Drahtvorschubrollen, Lagerungen elektrisch isolierende Buchse elektrisch isolierende Scheibe Drahteinlaufstück Sechskantmutter
Claims
1.) Verfahren zur Erfassung der Arbeitsspannung an Schweißstromquellen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Arbeitsspannung zumindest teilweise außerhalb der Ausgangsklemmen der Schweißstromquelle (23,24) erfaßt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Arbeitsspannung als Summe der für den eigentlichen Schweißprozeß relevanten Teilspannungsabfälle über einem Lichtbogen (20) und über einem vom Schweißstrom durchflossenen freien Ende (19) einer Drahtelektrode (16) sowie über einem Widerstand (8) des Werkstückes
(21) gemessen wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der durch den Widerstand des Werkstückes (8) in den Meßwert einfließende Spannungsabfall vernachlässigt wird.
4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erfassung der Arbeitsspannung zwischen einem Abgriff (2) an der Drahtelektrode oder an der Drahtvorschubrolle (2) einer Drahtelektrode (16) und einem Abgriff (3) am Werkstück (21) erfolgt.
5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erfassung der Arbeitsspannung zwischen einem Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17) einer Drahtelektrode (16) und einem Abgriff (1) an der Ausgangsklemme (24) der Schweißstromquelle (25) oder in der Schweißstromquelle (25) erfolgt.
6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erfassung der Arbeitsspannung zwischen einem Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17) einer Drahtelektrode (16) und einem Abgriff (4) an einem Werkstückanschluß (22) erfolgt.
7.) Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Erfassung der Arbeitsspannung bei einem
Metall-Schutzgasschweißverfahren erfolgt .
8.) Vorrichtung zur Erfassung der Arbeitsspannung an Schweißstromquellen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abgriffe
(1,2,3,4) zumindest teilweise außerhalb der Ausgangsklemmen (23,24) der Schweißstromquelle (25) liegen.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der eine Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) oder an der Drahtvorschubrolle (17) einer Drahtelektrode (16) angeordnet ist.
10.) Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der andere Abgriff (3,4) am Werkstück (21) oder an einem Werkstückanschluß (22) angeordnet ist.
11.) Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der andere Abgriff (1) an einer Ausgangsklemme (24) der Schweißstromquelle (25) oder in der Schweißstromquelle (25) angeordnet ist.
12.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Kontaktrohr (18) zur Übertragung des Schweißstromes auf die Drahtelektrode (16) vorgesehen ist.
13.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drahtelektrode (16) keine weiteren elektrischen Verbindungen zum Potential des Schweißstromkreises aufweist.
14.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Drahtvorschubsystems mit Ausnahme des Abgriffs (2) an der Drahtvorschubrolle (2) elektrisch gegenüber dem Schweißstromkreis isoliert ist.
15.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Zentralanschluß für ein Brennerschlauchpaket vorgesehen ist, wobei die Drahtvorschubeinrichtung ausgenommen über die Drahtelektrode (16) eine direkte elektrische Verbindung mit dem Potential des Schweißstromkreises aufweist.
16.) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zentralanschluß eine galvanischen Trennung einer Aufnahmeplatte (26) für Drahtvorschubrollen (27) oder deren Lagerung gegenüber einem Drahteinlaufstück (29) in das Brennerschlauchpaket aufweist.
17.) Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zentralanschluß einen Kunststoffschlauch zur Führung der Drahtelektrode (16) aufweist, der diese mit Ausnahme von der Kontaktierung im Kontaktrohr (18) gegenüber dem Schweißstromkreis und mit Ausnahme von der
Kontaktierung bei Abgriff (2) an der Drahtelektrode (16) bzw. an der Drahtvorschubrolle (2) elektrisch isoliert .
18.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine separate Ausgangsklemme am Drahtvorschubgerät und Schweißleitung im Brennerschlauchpaket vorgesehenm sind, wobei der Schweißstrom von dieser Leitung auf das Kontaktrohr (18) und im weiteren auf die
Drahtelektrode (16) übertragen wird und diese Leitung keine weiteren unmittelbaren oder mittelbaren elektrischen Verbindungen zur Drahtelektrode (16) aufweist.
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